DE2341356A1 - STABILIZED ESTER IMPREGNANT - Google Patents

STABILIZED ESTER IMPREGNANT

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Description

Stabilisiertes Ester-ImprägnierungsmittelStabilized ester impregnation agent

Die vorliegende Erfindung betrifft ein stabilisiertes flüssiges Ester-Imprägnierungsmittel für elektrische Geräte und insbesondere ein verbessertes stabilisiertes aromatisches Ester-Imprägnierungsmittel» das vor allem für die Verwendung in elektrischen Kondensatoren geeignet ist. Die Erfindung betrifft auch Kondensatoren, die mit dem erfindungsgemässen stabilisierten flüssigen Ester-Imprägnierungsmittel imprägniert· sind sowie ein Verfahren zum Imprägnieren.The present invention relates to a stabilized liquid ester impregnant for electrical equipment, and in particular an improved stabilized aromatic ester impregnant » which is particularly suitable for use in electrical capacitors. The invention also relates to Capacitors stabilized with the inventive liquid ester impregnation agents are impregnated as well as a Method of impregnation.

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Das erfindungsgemäße dielektrische flüssige Imprägnierungsmittel für die Verwendung in einer elektrischen Vorrichtung umfaßt einen flüssigen aromatischen Ester, zu dem man ein Epoxydmaterial hinzugegeben hat, das mit nachteiligen Verunreinigungen, die in elektrischen Apparaten vorhanden sind oder während deren Betrieb erzeugt werden, reagieren kann, um den Abbau des aromatischen Esters zu vermeiden.The dielectric liquid impregnating agent for use in an electrical device of the present invention comprises one liquid aromatic ester to which an epoxy material has been added which is associated with detrimental impurities in Electrical apparatus that are present or generated during their operation can react to the breakdown of the aromatic Avoid Esters.

Der aromatische Ester kann vorteilhafterweise ein Derivat der Phthalsäure sein und für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist der bevorzugte Ester das Reaktionsprodukt der Phthalsäure mit 2-Äthylhexy!alkohol, das als Di(2-äthylhexyl)phthalat oder einfach als Dipetylphthalat - nachfolgend abgekürzt DOP genannt bekannt ist.The aromatic ester can advantageously be a derivative of phthalic acid and for the purposes of the present invention the preferred ester is the reaction product of phthalic acid with 2-ethylhexyl alcohol, which is called di (2-ethylhexyl) phthalate or known simply as dipetyl phthalate - hereinafter referred to as DOP for short.

Wechselstromversuche an Kondensatoren haben gezeigt, daß DOP als Imprägnierungsmittel für Hochspannungswechselstromkondensatoren nicht geeignet ist, obwohl es gewisse vorteilhafte Eigenschaften aufweist, wie Kondensatorverträglichkeit, hohe Dielektrizitätskonstante und biologische Abbaubarkeit. Diese guten Eigenschaften werden jedoch durch die Instabilität bei hoher elektrischer Belastung und der sich daraus ergebenden kurzen Lebensdauer überschattet. Ein Anzeichen der kurzen Lebenszeit in einem Kondensator ist ein rasch ansteigender oder hoher Verlust- oder Leistungsfaktor. Der Leistungsfaktor, der ein Maß für die elektrischen Verluste in einem Kondensator ist, ist im allgemeinen ein kritischer Punkt in mit hoher Spannung belasteten Wechselstrom-Leistungskondensatoren. Die elektrische Instabilität führt zu einem frühen Durchbruch oder Ausfall, und dies ist kritisch für Kondensatoren mit langer Lebensdauer, wie den gegenwärtigen mit chloriertem Diphenyl imprägnierten Leistungskondensatoren.AC tests on capacitors have shown that DOP can be used as an impregnating agent for high-voltage AC capacitors is not suitable, although it has certain advantageous properties, such as capacitor compatibility, high dielectric constant and biodegradability. These good properties are, however, due to the instability under high electrical loads and the resulting short lifespan. An indication of the short life in a capacitor is a rapidly increasing or high loss or power factor. The power factor, which is a measure of electrical power Loss in a capacitor is generally a critical issue in high voltage AC power capacitors. The electrical instability results in early breakdown or failure and this is critical to Long life capacitors, such as the current chlorinated diphenyl impregnated power capacitors.

Die Stabilisierung des Imprägnierungsmittels schließt üblicherweise die Zugabe geringer Mengen eines weiteren Materials zum Imprägnierungsmittel ein, welche das Imprägnierungsmittel verbessern, indem sie die Verunreinigungen, die in Kondensatoren vorhanden sind oder dort erzeugt werden und die einen Abbau ver-Stabilization of the impregnating agent usually includes the addition of small amounts of another material to the impregnation agent, which improve the impregnation agent, by removing the impurities that are present in capacitors or that are generated there and that prevent degradation

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Ursachen, neutralisieren. Normalerweise ist das zu verbessernde Imprägnierungsmittel bereits ein gutes und wirksames Kondensator-Imprägnierungsmittel und das Stabilisatoradditiv schafft eine graduelle Verbesserung. DOP ist ein flüssiges Material, das bei seiner Verwendung als lmprägnierungsmxttel in Kondensatoren, die erhöhten Temperaturen und hohen Spannungsbelastungen ausgesetzt sind, ein rasches Anwachsen des Leistungsfaktors zeigt und demgemäß rasch zu einem Ausfall des Kondensators führt. In erster Linie aus diesen Gründen ist die Entwicklung von DOP als praktischem und kommerziell anerkanntem Imprägnierungsmittel für einen elektrischen Kondensator unterblieben.Causes, neutralize. Usually the impregnant to be improved is already a good and effective capacitor impregnant and the stabilizer additive creates a gradual improvement. DOP is a liquid material that is used in its use as an impregnation device in capacitors exposed to elevated temperatures and high voltage loads shows a rapid increase in the power factor and accordingly quickly leads to failure of the capacitor. First Line for these reasons is the development of DOP as a practical one and commercially recognized impregnant for an electrical capacitor were omitted.

Es ist jedoch in der Erfindung erkannt worden, daß DOP wirksam stabilisiert werden kann, so daß es als einziges oder Hauptimprägnierungsmittel in einem Wechselstromkondensator und unter hohen Spannungsbelastungen verwendet werden kann. Im einzelnen ist festgestellt worden, daß Epoxyde, die früher nur als zum Entfernen von Chlor oder Chlorwasserstoff geeignet angesehen wurden, auch in anderer Weise.wirken können, so daß sie DOP .in einem Kondensator stabilisieren, in dem Chlorwasserstoff oder Chlor normalerweise nicht in den Materialien vorhanden sind oder aus ihnen erzeugt werden.However, it has been recognized in the invention that DOP can be effectively stabilized so that it can be used as the sole or primary impregnating agent can be used in an AC capacitor and under high voltage loads. In detail it has been found that epoxides, formerly only considered suitable for removing chlorine or hydrogen chloride can also work in other ways, so that they are DOP .in stabilize a condenser in which hydrogen chloride or chlorine are not normally present in the materials or are generated from them.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:The invention is described below with reference to the drawing explained in more detail. Show in detail:

Figur 1 einen beispielhaften Kondensatorwickel, bei dem Papier als Dielektrikum verwendet wird,Figure 1 shows an exemplary capacitor winding in which paper is used as the dielectric,

Figur 2 einen vollständigen Kondensator in Form eines abgedichteten Behälters, der den Wickel nach Figur 1 enthält,Figure 2 shows a complete capacitor in the form of a sealed one Container containing the roll of Figure 1,

Figur 3 einen Querschnitt eines Teils eines Kondensatorwickels, bei dem ein Film aus einem synthetischen Harz als Dielektrikum verwendet wird,FIG. 3 shows a cross section of part of a capacitor winding in which a film made of a synthetic resin is used as the dielectric is used,

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Figur 4 einen Querschnitt eines Teiles eines Kondensatorwickels, bei dem sowohl Papier als auch ein Film aus einem synthetischen Harz als Dielektrikum verwendet werden,Figure 4 is a cross-section of part of a capacitor winding in which both paper and a film made of a synthetic Resin can be used as a dielectric,

Figur 5 einen Querschnitt eines Teiles eines Kondensatorwickels, bei dem ein Film aus einem synthetischen Harz in einer anderen dielektrischen Anordnung in einem Kondensator verwendet wird, undFigure 5 is a cross-sectional view of a portion of a capacitor coil having a synthetic resin film in a another dielectric arrangement is used in a capacitor, and

Figur 6 eine stark verkleinerte Abbildung eines Beispiels eines Leistungskondensators, der eine Vielzahl von Wickeln enthält, wie er üblicherweise als großer Phasenschieber-, Hochfrequenz-Kondensator oder zum Induktionsheizen verwendet wird.FIG. 6 shows a greatly reduced illustration of an example of a power capacitor which contains a multiplicity of windings, as it is commonly used as a large phase shifter, high frequency capacitor or for induction heating will.

DOP ist ein Material, das als Weichmacher für synthetische Kunststoffe bekannt ist und das man von einer Reihe von Herstellern käuflich erwerben kann, so unter der Bezeichnung "Flexol" von -der Union Carbide Company. Eine Beschreibung von DOP als Weichmacher ist in der Veröffentlichung von Arthur K. Doolittle "Die Technologie von Lösungsmitteln und Weichmachern" unter der Überschrift "Eigenschaften einzelner Weichmacher" auf den Seiten bis 964 zu finden, die 1954 durch die Union Carbide'Company herausgegeben wurde. Darüberjhinaus ist eine mehr ins einzelne gehende Beschreibung dieses Produktes in der US-Patentschrift 1-923«938 enthalten. Typische Eigenschaften dieses Produktes sind in der. folgenden Tabelle 1 aufgeführt.DOP is a material that acts as a plasticizer for synthetic plastics is known and which can be purchased from a number of manufacturers, so under the name "Flexol" from - Union Carbide Company. A description of DOP as a plasticizer is found in Arthur K. Doolittle's publication "Die Technology of solvents and plasticizers "under the heading" Properties of individual plasticizers "on the pages to find 964, published in 1954 by the Union Carbide'Company became. In addition, a more detailed description of this product is in US Pat. No. 1-923,938 contain. Typical properties of this product are in the. Table 1 below.

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Tabelle 1 Typische Eigenschaften des flüssigen DOPTable 1 Typical properties of the liquid DOP

Di(2-äthylhexyl)phthalat C224 H-,g 0^, Molekulargewicht = 391 Dichte bei 25 °C 0,987 g/cm5
Brechungsindex N 1,4859
Di (2-ethylhexyl) phthalate C 224 H-, g 0 ^, molecular weight = 391, density at 25 ° C 0.987 g / cm 5
Refractive index N 1.4859

Siedepunkt 229 0C bei 5 mm HgBoiling point 229 ° C. at 5 mm Hg

Fließpunkt -55 °CPour point -55 ° C

Dielektrizitätskonstante (DK) 5,24 bei 25 C % Verlustfaktor 7,7 %, 8,5 % bei 100 0C und 100 Hz,Dielectric constant (DK) 5.24 at 25 C % loss factor 7.7 %, 8.5 % at 100 0 C and 100 Hz,

gemessen in etwa 200 1 (entsprechend 55 US-Gallonen)-Fässernmeasured in about 200 l (equivalent to 55 US gallon) barrels

Viskosität 30 es bei 38 0C (entsprechend 100 °F)Viscosity 30 es at 38 0 C (corresponding to 100 ° F)

4,2 es bei 99 0C (entsprechend 210 0F)4.2 it at 99 0 C (corresponding to 210 0 F)

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist DOP als einziges Imprägnierungsmittel in Kondensatoren verwendet worden, die entweder nur Papier oder nur synthetisches /Harz oder beides als dielektrische Materialien enthielten.In the context of the present invention, DOP is the only impregnating agent Has been used in capacitors that are either paper only or synthetic / resin only or both as dielectric Materials included.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kondensators schließt einen oder mehrere Kondensatorwickel ein, die ziemlich fest in einem Behälter enthalten sind, der mit einem flüssigen Imprägnierungsmittel gefüllt und abgedichtet ist. Ein Kondensatorwickel umfaßt abwechselnd Streifen aus dielektrischem und Elektrodenmaterial, die in verschiedenen schichtartigen Anordnungen oder Strukturen vereinigt sein können, wie dies z. B. in der US-Patentschrift 3.363.156 beschrieben ist.A preferred embodiment of the capacitor according to the invention includes one or more capacitor coils contained fairly securely in a container that carries a liquid impregnant is filled and sealed. A capacitor coil comprises alternating strips of dielectric and electrode material in various layered arrangements or structures can be united, as z. As described in U.S. Patent 3,363,156.

In Figur 1 ist ein beispielhafter Kondensatorwickel 10 mit einem Paar Elektrodenfolien 11 und 12 und Papierstreifen 13 und 14 als Dielektrikum gezeigt. Die Elektrodenfolien 11 und 12 können auch als Metallbeschichtungen auf den Papierstreifen 13 und 14 ausgebildet sein oder auf separaten und zusätzlichen dielektrischen Streifen aus verschiedenen Materialien, einschließlich PapierIn Figure 1 is an exemplary capacitor winding 10 with a pair of electrode foils 11 and 12 and paper strips 13 and 14 as Dielectric shown. The electrode foils 11 and 12 can also be designed as metal coatings on the paper strips 13 and 14 be or on separate and additional dielectric strips of various materials including paper

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und Kunststoffen. Geeignete elektrische Leiter oder Abgriffe 15 und 16 werden dazu verwendet, die Elektrodenfolien 11 und 12 mit geeigneten Kondensatoranschlüssen 18 und 19 zu verbinden. Der Wickel 10 ist in dem Behälter 17 der Figur 2 angeordnet und nach geeignetem Trocknen und Evakuieren des Behälters wird dieser mit einem flüssigen Imprägnierungsmittel gefüllt und abgedichtet. Die Anschlüsse 18 und 19 des Behälters sind mit den Abgriffen 15 und l6 des Wickels 10 verbunden.and plastics. Suitable electrical conductors or taps 15 and 16 are used to connect the electrode foils 11 and 12 to suitable capacitor connections 18 and 19. Of the Roll 10 is arranged in the container 17 of Figure 2 and after suitable drying and evacuation of the container this is with filled with a liquid impregnating agent and sealed. The connections 18 and 19 of the container are with the taps 15 and l6 of the coil 10 connected.

Jeder dielektrische Papierstreifen 13 und 14 kann durch eine Vielzahl von Papierstreifen ersetzt werden, um ein dickeres Dielektrikum zu erhalten oder den elektrischen Vorteil der Verwendung einer Vielzahl von Streifen zu haben. Auch kann Jeder Streifen 13 und 14 durch ein oder mehrere Streifen 20 und 21 aus synthetischem Harz ersetzt werden, wie dies in Figur 3 gezeigt ist, oder durch ein gemischtes Dielektrikum aus einem Papierstreifen und einem Harzstreifen 20, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Weitere typische Konstruktionen und Ausführungsformen und deren Beschreibungen sind in der vorgenannten US-Patentschrift 3 363 enthalten.Each dielectric paper strip 13 and 14 can be through a Variety of paper strips can be replaced in order to obtain a thicker dielectric or to take advantage of the electrical benefit of using it to have a variety of strips. Each strip 13 and 14 can also be replaced by one or more strips 20 and 21 of synthetic Resin can be replaced, as shown in Figure 3, or with a mixed dielectric from a strip of paper and a resin strip 20 as shown in Figs. Other typical constructions and embodiments and their Descriptions are contained in the aforementioned U.S. Patent 3,363.

In diesen typischen Ausführungsformen wird das dielektrische flüssige Imprägnierungsmittel veranlaßt im wesentlichen in alle Spalten, Poren und Räume in und zwischen den dielektrischen Streifen 13 und 14 einzudringen, diese zu durchdringen und zu füllen. Diese Art der Imprägnierung, die als im wesentlichen vollständige Imprägnierung bezeichnet wird, ist notwendig, um das Auftreten beschädigender Coronaentladungen in Wechselstromkondensatoren bei ihrer Nenn- oder Anwendungsspannung zu verringern und die Lichtbogenbildung zu vermeiden. Das im elektrischen Feld zwischen den Elektroden befindliche Imprägnierungsmittel ist hohen elektrischen Belastungen, Coronaentladungen und erhöhten und sich verändernden Temperaturen und anderen beschädigenden Umgebungsbedingungen unterworfen. Man geht jedoch davon aus, daß diese Bedingungen z. B. in Leistungskondensatoren keinen Ausfall des Kondensators während einer Gebrauchsdauer von 10 bis 20 Jahren verursachen.In these typical embodiments, the dielectric liquid impregnating agents leave essentially all of the crevices, pores and spaces in and between the dielectric strips 13 and 14 to penetrate, to penetrate and fill them. This type of impregnation considered to be essentially complete Impregnation is necessary to prevent damaging corona discharges from occurring in AC capacitors reduce their rated or application voltage and cause arcing to avoid. The impregnation agent located in the electric field between the electrodes is of high electrical power Subject to stresses, corona discharges and increased and changing temperatures and other damaging environmental conditions. However, it is believed that these conditions z. B. in power capacitors no failure of the capacitor during cause a service life of 10 to 20 years.

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Demgemäß wurde auf dem Gebiet der Kondensatoren große Sorgfalt angewendet, hochreine und verträgliche Materialien, wie Papier und chloriertes Diphenyl zu schaffen und es werden große Anstrengungen unternommen, um Gase und Wasserdampf durch Hochtemperaturtrocknen und Evakuieren zu entfernen. Verunreinigungen, die in den Materialien und der Struktur eines Kondensators vorhanden sein können, sind Gase, Wasserdampf und feste Verunreinigungen, wie chemische—Elemente und Verbindungen»die in anderen Materialien vorhanden sind, wie z. B. im Papier oder im Polypropylenfilm. Diese chemischen Elemente und Verbindungen können fremder Art sein oder sie können bei der Herstellung der anderen Materialien verwendet werden und aus diesem Grunde in diese gelangt sein. Eine Quelle für Verunreinigungen des Kondensators ist der Katalysator, der bei der Herstellung von Polypropylen verwendet wurde. Ein typischer Katalysator kann Verunreinigungen in Form von Salzen von Aluminium und Titan mit sich bringen. Solche Verunreinigungen können von dem Imprägnierungsmittel freigesetzt werden. So ist ein Imprägnierungsmittel aus chloriertem Diphenyl ein Lösungsmittel, welches Verunreinigungen löst und überträgt und aus dem Dielektrikum Verunreinigungen auslaugt, die für den Kondensator schädlich sind. Diese Verunreinigungen reagieren in ungünstiger WEise mit dem Imprägnierungsmittel oder kombinieren in anderer Weise, um mit dem Imprägnierungsmittel zu reagieren, was zu einem Abbau führt, der bei einem Kondensator zuerst durch den Anstieg des Leistungsfaktor bemerkt wird.Accordingly, great care has been taken in the field of capacitors, high purity and compatible materials such as paper and chlorinated diphenyl and it will be a great effort made to gases and water vapor by high temperature drying and evacuate to remove. Impurities present in the materials and structure of a capacitor Are gases, water vapor, and solid impurities, such as chemical — elements and compounds — found in other materials are present, such as B. in paper or in polypropylene film. These chemical elements and compounds can be of foreign nature or they can be used in the manufacture of the other materials and have entered them for this reason. One source of contaminants in the condenser is the catalyst used in the manufacture of polypropylene. A typical catalyst can introduce contaminants in the form of salts of aluminum and titanium. Such impurities can be released from the impregnation agent. So is a chlorinated diphenyl impregnant Solvent that dissolves and transfers impurities and leaches impurities from the dielectric that are necessary for the capacitor are harmful. These impurities react in an unfavorable way with the impregnating agent or combine in another way to react with the impregnant, resulting in degradation, which in a capacitor is first by the Increase in the power factor is noticed.

inin

Die erhöhten Temperaturen bei einem/Betrieb befindlichen Kondensator und die geringen vorkommenden elektrischen und Coronaentladungen aktivieren die Verunreinigungen mit nachfolgender Beeinträchtigung des Kondensators; Hauptelemente, die bekannter- · weise einen früheren Kondensatorausfall verursachen, sind Wasserstoff und Chlor, die unter Bildung z. B. von Chlorwasserstoff miteinander reagieren. Chlor wurde bisher als ein in Kondensatorimprägnierungsmitteln oder in anderen Kondensatormaterialien unerwünschtes· Element angesehen. Unglücklicherweise ist es aberThe elevated temperatures at a / operating condenser and the small electrical and corona discharges that occur activate the impurities with subsequent Deterioration of the capacitor; The main elements which are known to cause an earlier capacitor failure are hydrogen and chlorine, which, with the formation of e.g. B. of hydrogen chloride react with each other. Chlorine has heretofore been used as one in capacitor impregnants or an undesirable element in other capacitor materials. Unfortunately it is

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aus anderen Gründen als kritischer Bestandteil in beträchtlichen Mengen in den besten erhältlichen Imprägnierungsmitteln für Wechsels tromkondensatoren, z. B. polychloriertem Diphenyl, geblieben. Aus diesen Gründen sind viele Additive für chlorierte Diphenylimprägnierungsmittel vorgeschlagen wurden, um zur Entfernung von HCl, Chlor oder Wasserstoff zu dienen und so die Wirksamkeit und die Lebensdauer der Kondensatoren zu verlängern. Zu diesen Additiven gehö.ren Zinn-tetraphenyl, Anthrachinon und Epoxyde.for other reasons as a critical ingredient in considerable amounts in the best available impregnants for change current capacitors, e.g. B. polychlorinated diphenyl remained. For these reasons, there are many additives for chlorinated diphenyl impregnants have been suggested to serve to remove HCl, chlorine, or hydrogen and so be effective and extend the life of the capacitors. These additives include tin tetraphenyl, anthraquinone and epoxies.

Wie bereits erwähnt, wurden frühere Bemühungen, DOP zum Imprägnieren von Wechselstromkondensatoren zu verwenden, dadurch verhindert, daß solche mit DOP imprägnierten Wechselstromkondensatoren einen hohen Leistungsfaktor und eine rasche VerschIeeherung aufwiesen. Da DOP keine bekannten Chlorbestandteile enthielt, gab es keinen zwingenden Anlaß für die Verwendung der aufgeführten Additive. Versuche an mit DOP imprägnierten Wechselstromkondensatoren, die hohen Spannungsbelastungen ausgesetzt waren, wie den im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschriebenen, zeigten anfänglich recht gute elektrische Ergebnisse. Bei beschleunigten Dauerversuchen bei erhöhten Temperaturen traten jedoch in steigendem Masse unzulängliche Kondensatorausfälle auf, die in erster Linie durch steigende Leistungsfaktoren und nachfolgenden elektrischen Aus£_all angezeigt wurden. Die Untersuchungen wurden mit dem Kondensator der Figuren 3 und 4 wiederholt, der sich von dem Kondensator der Figur 1 dadurch unterscheidet, daß ein Film aus synthetischem Harz die Papierstreifen 13 und 14 der Figur 1 ersetzte oder zusammen mit diesen verwendet wurde. Es traten ähnliche Ausfälle auf, wie bei den Papierkondensatoren. Eine Untersuchung ergab in beiden Fällen, weder die Anwesenheit von HCl noch von Chlor, wie dies in mit chloriertem Diphenyl imprägnierten Kondensatoren zu erwarten gewesen wäre.As noted, previous efforts were made to impregnate DOP of AC capacitors, thereby preventing those impregnated with DOP AC capacitors exhibited a high power factor and rapid shifting. Since DOP did not contain any known chlorine components, there was no compelling reason to use the listed ones Additives. Tests on DOP-impregnated AC capacitors that were exposed to high voltage loads, such as those described in connection with Figures 1 and 2, showed initially quite good electrical results. In accelerated endurance tests at elevated temperatures, however, occurred in increasing Mass inadequate capacitor failures, primarily due to increasing power factors and subsequent electrical Off £ _all were displayed. The investigations were with repeats the capacitor of Figures 3 and 4, which differs from the capacitor of Figure 1 in that a film of synthetic resin replaced the paper strips 13 and 14 of FIG or used together with them. Failures similar to those of the paper capacitors occurred. An investigation revealed neither the presence of HCl nor chlorine in both cases, as in capacitors impregnated with chlorinated diphenyl would have been expected.

Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Zugabe einer Epoxyd-Verbindung zum DOP, den mit DOP imprägnierten Kondensator wirksam gegen einen früheren Ausfall und nur kurze Gebrauchsdauer stabilisierte. Eine Wiederholung der obigen und anderen geeig-It was surprisingly found that the addition of an epoxy compound to the DOP, the capacitor impregnated with DOP effectively stabilized against an earlier failure and only for a short period of use. A repetition of the above and other suitable

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- «Ta -- «Ta -

neter Tests unter Verwendung eines Epoxyds zeigte eine starke Verringerung der Ausfälle, wie in den folgenden Beispielen gezeigt ist. In diesen Beispielen wurde DOP durch ein Kolonnenfiltrationsverfahren unter Verwendung von Aluminiumoxyd oder Fullers-Erde als Filtriermaterial gereinigt. Das Imprägnierungsverfahren wurde im allgemeinen in der in der US-Patentschrift 3 363 156 beschriebenen Weise durchgeführt, einschließlich des Trocknens der Kondensatoren durch mehrstündiges Erhitzen auf erhöhte Temperaturen, wie oberhalb von 100°C und üblicherweise unterhalb von 125°C. Während dieses Zyklus standen die Kondensatoren unter einem Vakuum von weniger als 200 11 Quecksilber. Nach dem Imprägnieren mit DOP, was bei etwa 70 - 8O0C stattfand, dichtete man die Kondensatoren ab und tränkte sie in der Wärme für mehrere Stunden, z. B. 4 - 16 Stunden, bei etwa 1000C. In die angegebene Wärmetränkzeit, ist die Zeit, die der Kondensator benötigte, um die gewünschte Temperatur zu erreichen und die Abkühlzeit auf Raumtemperatur nicht eingeschlossen. Die angegebenen Zeiten sind die Zeiten bei der genannten Temperatur.Further tests using an epoxy showed a large reduction in failures, as shown in the following examples. In these examples, DOP was purified by a column filtration process using alumina or Fuller's earth as the filter material. The impregnation process was generally carried out in the manner described in US Pat. No. 3,363,156, including drying the capacitors by heating them for several hours at elevated temperatures, such as above 100 ° C and usually below 125 ° C. During this cycle the capacitors were under a vacuum of less than 200 liters of mercury. After impregnation with DOP, which at about 70 - was held 8O 0 C, you wrote the capacitors, and gave them drink in the heat for several hours, for. B. 4-16 hours, at about 100 ° C. The specified heat soaking time does not include the time required for the condenser to reach the desired temperature and the time it takes to cool down to room temperature. The times given are the times at the stated temperature.

Beispiel 1example 1

Es wurden zwei Gruppen von Kondensatoren zu je 10 Stück, wie unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschrieben, zusammengebaut. Die dielektrischen Papierstreifen 13 und Ik umfassten je ein Paar Papierstreifen, von denen das eine eine Breite von etwa 2,5 cm (1 Zoll) und eine Dicke von 0,008 mm (0,3 Tausendstel Zoll) hatte und das andere eine Breite von etwa 2,5 cm und eine Dicke von 0,009 mm (0,35 Tausendstel Zoll). Die noch nicht abgedichteten Kondensatoren der Figur 2 wurden für mehrere Stunden unter Vakuum auf 125 C erhitzt. Danach wurden die Kondensatoren der Gruppe 1 mit gereinigtem DOP gefüllt und die Kondensatoren der Gruppe 2 wurden mit dem gleichen gereinigten DOP gefüllt, zu dem manTwo groups of capacitors of 10 pieces each, as described with reference to FIGS. 1 and 2, were assembled. The dielectric paper strips 13 and Ik each comprised a pair of paper strips, one about 2.5 cm (1 inch) wide and 0.008 mm (0.3 thousandths of an inch) thick and the other about 2 thousandths of an inch wide .5 cm and a thickness of 0.009 mm (0.35 thousandths of an inch). The as yet unsealed capacitors of FIG. 2 were heated to 125 ° C. under vacuum for several hours. Thereafter, the Group 1 capacitors were filled with purified DOP and the Group 2 capacitors were filled with the same purified DOP that was used

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jedoch 1 Gew.-? eines Epoxyds hinzugegeben hatte, das als Diglycidylather von Bisphenol-A (Dow-Epoxydharz Nr. 330) bekannt Ist. Mit diesen Kondensatoren wurden beim Dauertest folgende Ergebnisse erhalten:but 1 wt. of an epoxide had been added, which as diglycidyl ether of Bisphenol-A (Dow Epoxy No. 330) is known. The endurance test with these capacitors was as follows Get results:

Dauertest
38O Volt Wechselstrom IQO0C
Duration t
38O volts AC IQO 0 C

Ausgefallene Kondensatoren nach Failed capacitors after Stundenhours

Gruppe 1 6 - 4200Group 1 6 - 4200

Gruppe 2 (Epoxyd) 0 - 4279Group 2 (epoxy) 0 - 4279

550 Volt Wechselstrom, 850C 550 volts alternating current , 85 0 C

Gruppe 1 7-1130Group 1 7-1130

Gruppe 2 2 - 4205Group 2 2 - 4205

Diesen Ergebnissen kann entnommen werden, daß die Ausfälle beträchtlich verringert und die Lebensdauer solcher Kondensatoren die das Epoxyd-Additiv enthalten, verlängert wird. Beim ersten Lebensdauertest wurden die Kondensatoren unter den harten Bedingungen von 100°C und 38O Volt Wechselstrom getestet. Trotz dieser Bedingungen fanden innerhalb von 4279 Betriebsstunden keine Ausfälle statt, während 6 der Kondensatoren, die kein Epoxyd enthielten, in 4200 Stunden ausgefallen waren. Unter den noch strengeren Bedingungen des zweiten Lebensdauertests waren die verbesserten Ergebnisse gleichermaßen überraschend.From these results it can be seen that the failures are considerable reduced and the life of such capacitors containing the epoxy additive is extended. The first Endurance testing, the capacitors were tested under the harsh conditions of 100 ° C and 380 volts alternating current. Despite this Conditions, no failures occurred within 4279 hours of operation, while 6 of the capacitors that did not contain epoxy failed in 4200 hours. Under the even more stringent conditions of the second life test, the improved ones were Results equally surprising.

Der merkliche Vorteil der Epoxydzugabe zu Papierkondensatoren ist erwähnenswert^Iormalerwelse erscheint die bekannte Erzeugung von Wasserdampf durch das Papier und die bekannte Hydrolyse ionislerbarer Produkte des DOP-Esters unverträglich. Eine sehr geringe Menge des Epoxyds scheint jedoch eine vorteilhaftere Umsetzung zu bewirken, als auf Grund der stöchiometrischen Verhältnisse der Reaktanten zu erwarten wäre.The noticeable advantage of adding epoxy to paper capacitors is worth mentioning. Normally, the well-known generation of water vapor by the paper and the well-known hydrolysis of ionizable products of the DOP ester appear to be incompatible. However, a very small amount of the epoxide appears to produce a more beneficial conversion than would be expected based on the stoichiometric proportions of the reactants.

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In dem folgenden Beispiel wurden Kondensatoren der Figur 3, d.h. solche, die Polypropylenfilme 20 und 21 als Dielektrikum enthielten, ähnlichen Testbedingungen unterworfen.In the following example, capacitors of Figure 3, i.e. those containing polypropylene films 20 and 21 as dielectric, were used. subjected to similar test conditions.

Beispiel 2Example 2

In diesem Beispiel wurden 2 Gruppen aus je 10 unabgedichtet en Kondensatoren zusammengebaut, wie sie in den Figuren 1, 2 und 3 abgebildet sind. Das Dielektrikum .bestand aus biaxial orientierten isotaktischen Polypropylenstreifen von etwa 48 mm (entspre'-chend 1 7/8 Zoll) Breite und einer Dicke von etwa 0,009 mm (entsprechend 0,35 Tausendstel Zoll). Die Kondensatoren wurden bei Zimmertemperatur im Vakuum getrocknet und bei Zimmertemperatur imprägniert. Die Kondensatoren der Gruppe 2 enthielten das gleiche gereinigte DOP, wobei jedoch noch 1 Gew.-Ji Diglycidylather des Bisphenols-A hinzugegeben worden war. Die Kondensatoren wurden nach dem Vakuum-Trocknen und Imprägnieren bei Zimmertemperatur abgedichtet und zwei Stunden bei 1000C wärmegetrankt. Man erhielt folgende Ergebnisse:In this example, 2 groups of 10 unsealed capacitors each were assembled, as shown in FIGS. 1, 2 and 3. The dielectric consisted of biaxially oriented isotactic polypropylene strips about 48 mm (corresponding to 1 7/8 inch) wide and a thickness of about 0.009 mm (corresponding to 0.35 thousandths of an inch). The capacitors were dried in vacuo at room temperature and impregnated at room temperature. The capacitors of group 2 contained the same purified DOP, but 1 part by weight of diglycidyl ether of bisphenol-A had also been added. The capacitors were sealed after the vacuum drying and impregnation at room temperature and wärmegetrankt for two hours at 100 0 C. The following results were obtained:

Kapazität/Leistungsfaktor bei 300 Volt WechselstromCapacity / power factor at 300 volts AC

und 85°Cand 85 ° C

Gleichstrom-Durchschlagsfestigkeit in Kilovolt pro OaO25 mm Dicke des PoIy-1000C 85C propy-lenfilms ■ ·DC dielectric strength in kilovolts per O a O25 mm thickness of the poly-100 0 C 85C propylene film ■ ·

Gruppe Γ 3,52/0,39 3,58/0,34 5,^9Group Γ 3.52 / 0.39 3.58 / 0.34 5, ^ 9

Gruppe 2 3,5^/0,28 3,60/0,26 5,57Group 2 3.5 ^ / 0.28 3.60 / 0.26 5.57

Die gleichen Kondensatoren wurden einem Lebensdauertest unterworfen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:The same capacitors were subjected to a life test, the following results were obtained:

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Lebensdauertest 300 Volt Wechselstrom 850C Lifetime test 300 volts alternating current 85 0 C

Stunden bis zum AusfallHours to failure

Gruppe 1 nach 256 Stunden blieben 3Group 1 after 256 hours remained 3

KondensatorenCapacitors

Gruppe 2 (Epaxyd) nach 256 Stunden blieben 7Group 2 (Epaxyd) after 256 hours remained 7

KondensatorenCapacitors

Beispiel 3Example 3

In diesem Beispiel wurden die erfindungsgemäßen Kondensatoren mit bekannten ähnlichen Kondensatoren verglichen, die als Imprägnierungsmittel chloriertes Diphenyl enthielten, dem etwa 0,3 Gew.-Jt Epoxyd hinzugefügt worden waren. Es wurden 3 Gruppen zu je 10 Kondensatoren entsprechend der Konstruktion der Figur 3 zusammengebaut. Das Dielektrikum bestand aus einem Polypropylenfilm von etwa 48 mm Breite und 0,009 mm Dicke, wie in Beispiel 2. Die Kondensatoren wurden bei Raumtemperatur im Vakuum mehrere Stunden getrocknet und dann tei Raumtemperatur mit dem angegebenen Imprägnierungsmittel imprägniert, dem 1 Gew.-% Diglycidylather des Bisphenols-A zugegeben·worden war. Danach dichtete man die Kondensatoren ab und unterwarf sie einer H Stunden dauernden Wärmetränkung bei 1000C. Lebensdauertests und Messungen der Durchschlagfestigkeit bei einer Anstiegsgeschwindigkeit von l80 Volt Gleichstrom pro Sekunde bei 850C sind nachfolgend aufgeführt:In this example, the capacitors according to the invention were compared with known similar capacitors which contained chlorinated diphenyl as an impregnating agent to which about 0.3% by weight of epoxy had been added. 3 groups of 10 capacitors each were assembled according to the construction of FIG. The dielectric was composed of a polypropylene film of about 48 mm width and 0.009 mm thickness, as in Example 2. The capacitors were at room temperature in vacuum for several hours and then dried impregnated tei room temperature with the indicated impregnating agent, to which 1 wt -.% Diglycidylather of bisphenol -A had been added. Thereafter, composed from the capacitors and subjected them to a permanent Wärmetränkung H hours at 100 0 C. life tests and measurements of the dielectric strength at a ramp rate of l80 volts DC per second at 85 0 C are listed below:

Ursprüngliche Zahl der ausgefallenen Kon-Dur chschlagfe- densatoren pro Zahl der gestißkeit testeten Kondensatoren 850C in Kilovolt nach Original number of failed Kon major chschlagfe- capacitors per number of gestißkeit tested capacitors 85 0 C in kilovolts to

durchschnittlich bei 300 Volt bei 550 Voltaverage at 300 volts at 550 volts

Wechselstrom WechselstromAlternating current alternating current

1000C 850C100 0 C 85 0 C

Gruppe 1Group 1

gereinigtes 1,92 7/10-256 6/9-256purified 1.92 7 / 10-256 6 / 9-256

DOP ohne EpoxydDOP without epoxy

40980 9/0 97 640980 9/0 97 6

UrsprünglicheOriginal

Durchs chlagfe-Breakthrough

stigkeitsturdiness

85 C in Kilovolt85 C in kilovolts

durchschnittlichaverage

Zahl der ausgefallenen Kondensatoren pro Zahl der getesteten Kondensatoren nach StundenNumber of failed capacitors per number of capacitors tested after hours

bei 300 Volt
Wechselstrom
at 300 volts
Alternating current

100°C100 ° C

bei 550 Volt Wechselstränat 550 volts AC

850C85 0 C

Gruppe 2Group 2

Gereinigtes 1,95 DOP mit 1 % EpoxydPurified 1.95 DOP with 1 % epoxy

Gruppe 3Group 3

chloriertes 1}76 Diphenyl und Epoxydchlorinated 1 } 76 diphenyl and epoxy

6/9-867 7/9-835 (erster Ausfall
nach 391J Std.)
6 / 9-867 7 / 9-835 (first failure
after 39 1 J hours)

8/9-256 9/9-1778 / 9-256 9 / 9-177

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß das in erfindungsgemäßer V/eise stabilisierte DOP den Lebensdauertest bei hoher Temperatur besser besteht, als die anderen Kondensatoren. Dabei ist zu bemerken, daß der erste Ausfall eines Kondensators mit DOP-Epoxyd bei 380 Volt Wechselstrom und 100 C nach 391I Stunden Betriebsdauer eintrat, während bei den nicht stabilisierten DOP-Konden- ' satoren in 256 Stunden 7 Ausfälle zu verzeichnen waren und bei den Kondensatoren mit chloriertem Diphenyl als Imprägnierungsmittel in 256 Stunden 8 Kondensatoren ausfielen.The above results show that the DOP stabilized in the inventive method passes the endurance test at high temperature better than the other capacitors. It should be noted that the first failure of a capacitor with DOP epoxy at 380 volts alternating current and 100 ° C. occurred after 39 1 hours of operation, while the non-stabilized DOP capacitors had 7 failures in 256 hours and in the case of the capacitors with chlorinated diphenyl as impregnation agent, 8 capacitors failed in 256 hours.

Es wurden noch weitere Kondensatoren zusammengebaut und mit DOP behandelt, das bis zu 10 Gew.~% des Diglycidyläthers von Bisphenol-A enthielt. So wurde z.B. ein kleiner Kondensator mit der Struktur der Figur 5 zusammengebaut, der DOP als Imprägnierungsmittel enthielt und nach den Angaben der US-Patentschrift 3 363 156 imprägniert worden war, und man erhielt gute Ergebnisse.There have been assembled, further capacitors and treated with DOP containing up to 10 wt. ~% Of the diglycidyl ether of bisphenol-A. For example, a small capacitor having the structure of Figure 5, containing DOP as an impregnating agent and impregnated as described in US Pat. No. 3,363,156, has been assembled and good results have been obtained.

Den vorstehenden Beispielen ist zu entnehmen, daß das Epoxyd eine bedeutende Rolle für die Betriebsdauer des Kondensators spielt. Der Epoxyd-Stabilisator nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß er in seiner speziellen Um-It can be seen from the above examples that the epoxy plays an important role in the life of the capacitor plays. The epoxy stabilizer according to the present invention is characterized in that it is in its special environment

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gebung In der Lage ist, mit solchen chemischen Elementen oder Verbindungen in Wechselwirkung zu treten, die üblicherweise in elektrischen Kondensatoren vorhanden sind oder während des Betriebes erzeugt werden, um diese Verbindungen daran zu hindern,, das DOP abzubauen. Diese Elemente und Verbindungen sind solche, die in einem Kondensator erzeugt werden, der DOP als Imprägnierungsmittel verwendet und dies in Abwesenheit irgendwelcher Materialien, die HCl erzeugen könnten. Die meisten bekannten Epoxyde, die in anderer Weise mit Kondensatoren verträglich sind, scheinen das gewünschte Ergebnis in verschiedenem Maße zu ergeben. In der KondensatorUmgebung sind sowohl Wasser als auch Säuren vorhanden oder werden gebildet. Die Ester können unter Bildung von Säuren und Alkoholen gespalten werden. Es wird angenommen, daß das Epoxyd mit solchen Säuren reagiert und so die Säure daran hindert, den Ester abzubauen oder den Ausfall des Kondensators zu verursachen. Das Epoxyd scheint auch das Hydro^beproblern zu verringern, indem es sich mit dem Wasser im System verbindet. Das Epoxyd scheint auch Beschädigungen In der Folie zu passivieren oder zu bedecken. In Kondensatoren mit einem Papier-Dielektrikum kann das Epoxyd unter Stabilisierung des Systems mit der Cellulose reagieren. Die Funktion des Epoxyds scheint eine beträchtlich andere zu sein, wenn nur ein Film-Dielektrikum, d. h. kein Papier-Dielektrikum im Kondensator vorhanden ist. Ein Grund dafür ist, daß in dem Film verschiedene Materialien vorhanden sind, wie Stearate und Antioxydantien, die im Papier nicht vorkommen und es liegt außerdem am geringen Wassergehalt des Films. Auf diese Weise kann die Stabilisierung eines Ester-Imprägnierten, ausschließlich Film als Dielektrikum enthaltenden Kondensators mittels eines anderen Mechanismus erreicht werden, der jedoch zur Zeit noch nicht vollständig bekannt ist.is able to work with such chemical elements or Connections to interact which are usually present in electrical capacitors or during operation generated to prevent these connections, dismantle the DOP. These elements and compounds are those that are created in a capacitor, the DOP as an impregnating agent and in the absence of any materials that could generate HCl. Most known epoxies, which are otherwise compatible with capacitors appear to give the desired result to varying degrees. In Both water and acids are present in the vicinity of the condenser or are formed. The esters can be cleaved with the formation of acids and alcohols. It is believed that the epoxy reacts with such acids, preventing the acid from degrading the ester or preventing the capacitor from failing to cause. The epoxy also seems to have problems with the hydro by combining with the water in the system. The epoxy also seems to passivate damage in the foil or to cover. In capacitors with a paper dielectric, the epoxy can stabilize the system with the Cellulose react. The function of the epoxy appears to be considerably different when only a film dielectric, i.e. H. there is no paper dielectric in the capacitor. One reason for this is that there are various materials in the film are, like stearates and antioxidants, that are not found in paper and it is also due to the low water content of the film. In this way, the stabilization of an ester-impregnated, Capacitor exclusively containing film as a dielectric can be achieved by means of a different mechanism, which however is not yet fully known at the moment.

Während die Funktion des Epoxyds sich letztendlich auf einen Im Betrieb befindlichen Kondensator bezieht, spielt es auch eine wesentliche Rolle in dem Ester, in dem es gelöst Ist. In diesem Ester wirkt das Epoxyd mit den Abbauprodukten des Esters und ver-While the function of the epoxy ultimately relates to an operating capacitor, it also plays one essential role in the ester in which it is dissolved. In this ester, the epoxy acts with the degradation products of the ester and

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ringert so das Hydrolyseproblem. Das Epoxyd kombiniert sich auch mit Verunreinigungen im Ester, denen der Ester vor seiner Verwendung in einem Kondensator z.B. während der Lagerung, dem Transport und der Handhabung ausgesetzt sein kann.thus alleviates the hydrolysis problem. The epoxy also combines with impurities in the ester, which the ester has to deal with before it is used in a condenser, e.g. during storage, the May be exposed to transport and handling.

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbare Epoxyd-Verbindung kann im allgemeinen dadurch charakterisiert werden, daß sie die folgende Gruppe enthält:The epoxy compound that can be used in the context of the present invention can generally be characterized by containing the following group:

CH CHCH CH

die z. B. in Glycidyläthern und Derivaten von Äthylehoxyd vorhanden ist. Spezielle Beispiele dieser Verbindungen sind Phenoxypropylenoxyd (Phenyl-glycidyl-äther), Glycidyl-allyl-äther, Benzy1-äthylenoxyd, Styrol-oxyd, 1,3-Bis(2,3-epoxy-propoxy)benzol und 4,4'-Bis(2,3-epoxy-propoxy)diphenyldimethylmethan. Außerdem sind noch käuflich erhältliche Epoxyde im Rahmen der vorliegenden Erfindung brauchbar, wie das unter der Bezeichnung EP1O7 bekannte Di(2-äthylhexyl)-4,5-epoxy-tetrahydrophthalat, das unter der Bezeichnung EP2O1 bekannte 3,4-Epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methyl-cyclohexancarboxylat und das' unter der Bezeichnung EP2O6 bekannte 1-Epoxyäthyl - 3,4-epoxycyclonexan. Wenn wünscht ist, kann man auch Mischungen von zwei und mehr/Epoxyd-Verbindungen anwenden. Ein oder mehrere dieser Epoxyde sind z. B. in den US-Patentschriften 3 362 9O8, 3 242 401, 3 242 402 und 3 170 986 der Anmelderin beschrieben.the z. B. in glycidyl ethers and derivatives of Ethylehoxyd is. Specific examples of these compounds are phenoxypropylene oxide (phenyl glycidyl ether), glycidyl allyl ether, Benzy1-ethylene oxide, styrene oxide, 1,3-bis (2,3-epoxy-propoxy) benzene and 4,4'-bis (2,3-epoxy-propoxy) diphenyldimethyl methane. aside from that Commercially available epoxides can still be used in the context of the present invention, such as that known under the name EP107 Di (2-ethylhexyl) -4,5-epoxy-tetrahydrophthalate, which is available under the name EP2O1 known 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methyl-cyclohexanecarboxylate and the 1-epoxyethyl-3,4-epoxycyclonexane known under the name EP2O6. if If desired, one can also use mixtures of two and more / epoxy compounds use. One or more of these epoxies are e.g. In U.S. Patents 3,362,908, 3,242,401, 3,242,402 and 3 170 986 by the applicant.

Versuche haben ergeben, daß die spezielle Art des Epoxyds nicht kritisch ist. Es können verschiedene Epoxyde oder Mischungen von Epoxyden verwendet werden, so lange man eine wirksame Menge davon zugibt. Wie groß diese wirksame Menge ist, hängt in erster Linie von dem Molekulargewicht, der Reaktionsgeschwindigkeit undTests have shown that the specific type of epoxy is not critical. Different epoxies or mixtures of Epoxies can be used so long as an effective amount thereof is added. How large this effective amount is depends primarily Line of the molecular weight, the reaction rate and

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der Löslichkeit im Imprägnierungsmittel ab. Epoxyde mit höherem Molekulargewicht sind in grösseren Mengen zu verwenden als solche Epoxyde mit geringerem Molekulargewicht. Im allgemeinen sind Mengen oberhalb von 0,01 Gew.-? und vorteilhaft zwischen etwa 0,01 und etwa 10 Gew.-% des Epoxyds brauchbar. Die Epoxyde wirken in einer Weise, die, so wird angenommen, für alle Epoxyde wegen ihrer chemischen Struktur die gleiche ist. Ihre Reaktionszeit und ihre Wirkung sind für das DOP im Kondensator vorteilhaft. In den obigen Beispielen wurde die Hauptaufmerksamkeit auf Vergleichsergebnisse von DOP mit und ohne Verwendung von Epoxyden gerichtet.the solubility in the impregnation agent. Epoxies with a higher molecular weight are to be used in larger amounts than those epoxides with a lower molecular weight. In general, amounts above 0.01 wt. and advantageously between about 0.01 and about 10 weight percent of the epoxy is useful. The epoxies act in a manner that is believed to be the same for all epoxies because of their chemical structure. Their response time and their effect are advantageous for the DOP in the capacitor. In the above examples, the main attention was paid to comparative results of DOP with and without the use of epoxies.

Das Epoxyd kann auf verschiedene Weise in den Kondensator eingeführt werden. Es kann während der Herstellung des dielektrischen Polypropylenmaterials in dieses eingeführt werden oder man kann es zum flüssigen DOP hinzugeben, bevor oder nachdem man dieses in das Kondensatorgehäuse eingeführt hat. Vorzugsweise wird das Epoxyd mit dem DOP als Lösung kombiniert und diese Lösung wird zur Imprägnierung des Kondensators verwendet. Ein Hauptgrund für dieses Vorgehen ist der, dass die Ester, einschliesslich DOP, empfindlich gegenüber erhöhten Temperaturen sind und dass sie bei steigenden Temperaturen starken Änderungen unterworfen sein können. Daher stabilisiert die Zugabe des Epoxyds zum Ester vor dem Erhitzen, insbesondere während des Imprägnierungsverfahrens, den Ester, ganz abgesehen von der Stabilisierung im Kondensator.The epoxy can be introduced into the capacitor in a number of ways will. It can or can be incorporated into the polypropylene dielectric material during manufacture add it to the liquid DOP before or after inserting it into the capacitor case. Preferably that will Epoxy combined with the DOP as a solution and this solution is used to impregnate the capacitor. A main reason for this approach is that the esters, including DOP, are sensitive to elevated temperatures and that they are at can be subject to strong changes with increasing temperatures. The addition of the epoxy to the ester therefore pre-stabilizes it heating, especially during the impregnation process, the ester, not to mention the stabilization in the condenser.

DOP ist sowohl mit dem Polypropylenfilm-Dielektrikum allein, als auch zusammen mit Papier verträglich. Die bevorzugte Art der Imprägnierung ist in der US-Patentschrift' 3 363 156 beschrieben, und sie wird als im wesentlichen vollständige Imprägnierung bezeichnet. Eine Form der im wesentlichen vollständigen Imprägnierung schliesst das Erwärmen des imprägnierten Kondensators auf erhöhte Temperatur, vorzugsweise oberhalb von 85°C über eineDOP is compatible with both the polypropylene film dielectric alone and with paper. The preferred type of Impregnation is described in U.S. Patent '3,363,156, and it is referred to as essentially complete impregnation. A form of essentially complete impregnation includes the heating of the impregnated capacitor to an elevated temperature, preferably above 85 ° C via a

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längere Zeit ein, um bei diesem sogenannten Wärmetränken das DOP nicht nur zu veranlasse^ in die Molekularstruktur des Polypropylens einzudringen, sondern das Polypropylen auch zu einer Art semi-permeabler Membran für das DOP umzuwandeln und so dem DOP zu gestatten, den Film zu durchdringen. DOP durchdringt den Polypropylenfilm langsamer als chloriertes Diphenyl. Die besten Ergebnisse wurden erhalten, wenn eine intensivere Evakuierung oder Trocknung angewandt wurde. Ein 24-stündiger Trocknungszyklus mit Temperaturen von 130 bis I1IO0C wurde erfolgreich angewandt, wobei die Einführung des DOP in den Kondensator bei 1000C stattfand .It takes a long time to not only induce the DOP to penetrate the molecular structure of the polypropylene, but also to convert the polypropylene into a kind of semi-permeable membrane for the DOP and thus allow the DOP to penetrate the film. DOP penetrates the polypropylene film more slowly than chlorinated diphenyl. The best results were obtained when more intensive evacuation or drying was used. A 24-hour drying cycle, with temperatures of 130 to I 1 0 C IO has been successfully used, with the introduction of the DOP held in the capacitor at 100 0 C.

Das Wärmetränken kann als spezifischer Zyklus nach dem Imprägnieren und Abdichten des Kondensators fortgesetzt werden und es ist ein wichtiges Kriterium. Das Wärmetränken kann bei Temperaturen oberhalb von 850C und vorzugsweise im Bereich von 100 - 1200C stattfinden. Die besten Ergebnisse wurden bei den größeren und schwieriger zu imprägnierenden Kondensatoren erhalten, wenn eine Vielzahl von Wärmetränkungen nach dfer Imprägnierung angewandt wurde. So wurde eine erste Wärmetränkung ausgeführt, indem man die Kondensatoren in einem Ofen anordnete und die Temperatur auf etwa 1100C erhöhte. Nach 8 Stunden bei dieser Temperatur ließ man sich die Kondensatoren auf etwa Raumtemperatur abkühlen. Danach erhöhte man die Temperatur des Ofens auf 1100C und hielt diese Temperatur für weitere 8 Stunden aufrecht. Vergleichsuntersuchungen zeigten, daß das beschriebene mehrfache Wärmetränken zu besseren Ergebnissen führt, als ein einziges über 16 Stunden durchgeführtes Wärmetränken. Ein bevorzugtes Verfahren für die Herstellung mit DOP imprägnierter Kondensatoren, in denen Papier verwendet wird, schließt ein bei etwa 120 bis 14O°C durchgeführtes Trocknen unter Vakuum ein, anschließend ein Imprägnieren bei oberhalb von 100°C und anschließendes mehrfaches Wärmetränken, wie beschrieben. Verwendet man nur Filme als Dielektrikum, kann das Trocknen bei geringeren Temperaturen und für kürzere Zeiten durchgeführt werden.Soaking can be continued as a specific cycle after the condenser has been impregnated and sealed, and it is an important criterion. The heat-soaking may be carried out at temperatures above 85 0 C and preferably in the range of 100 - 120 0 C take place. The best results were obtained with the larger and more difficult to impregnate capacitors when a variety of heat soaks were applied after impregnation. Thus, a first Wärmetränkung was carried out by ordering the capacitors in an oven and the temperature increased to about 110 0 C. After 8 hours at this temperature, the capacitors were allowed to cool to about room temperature. The temperature of the furnace was then increased to 110 ° C. and this temperature was maintained for a further 8 hours. Comparative tests have shown that the described multiple hot drinks leads to better results than a single hot drink carried out over 16 hours. A preferred process for making DOP-impregnated capacitors using paper includes drying under vacuum at about 120 to 140 ° C, then impregnating at above 100 ° C and then soaking several times as described. If only films are used as the dielectric, drying can be carried out at lower temperatures and for shorter times.

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Der Polypropylenfilm, wie er in der US-Patentschrift 3 363 156 beschrieben ist, ist ein stereoregulär kristalliner, biaxialorientierter Film, der auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt "ist und in allen Beispielen verwendet wurde. Unter kristallin ist zu verstehen, daß das Material einen beträchtlichen kristallinen Anteil hatte und die Kristallinität die physikalischen Eigenschaften des Materials bestimmt. Die Verwendung von DOP ist nicht auf die angeführten Dielektrika begrenzt und es können andere Glieder der Polyolefin-Gruppe, ebenso wie andere synthetische Harze, wie Polycarbonat, Polysulfon und Polyester als Dielektrika verwendet werden. Das bedeutende Merkmal ist die Verwendung des DOP zusammen mit einem Epoxyd-Stabilisator. The polypropylene film as disclosed in U.S. Patent 3,363,156 is a stereoregular crystalline, biaxially oriented film, which is also within the scope of the present invention preferred "and was used in all examples. Under crystalline is to be understood as meaning that the material had a considerable crystalline content and the crystallinity the physical properties of the material determined. The use of DOP is not limited to the listed dielectrics and there can be other members of the polyolefin group as well as other synthetic resins such as polycarbonate, polysulfone and polyester can be used as dielectrics. The significant feature is the use of the DOP together with an epoxy stabilizer.

Das stabilisierte Imprägnierungsmittel nach der vorliegenden Erfindung, insbesondere DOP, ist ein verbessertes Imprägnierungsmittel für solche Kondensatoren, die hohen Spannungsbelastungen und hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Eine hohe Spannungsbelastung für das Dielektrikum, wenn dieses ein Film aus einem synthetischen Harz, wie Polypropylen, ist, liegt bei etwa 750 Volt pro 0,025 mm (entsprechend 1/1000 Zoll) Dicke des Polypropylens bis zu 1200 Volt pro 0,025 mm, wobei der kritischere Teil der hohen Belastung in einem Bereich liegt, der bei etwa 900 Volt pro 0,025 mm beginnt und sich bis zu etwa I1JOO Volt pro 0,025 mm erstreckt. Außerdem werden solchen Belastungen ausgesetzte Kondensatoren in einer VJeise imprägniert, die in der US-Patentschrift 3 363 156 beschrieben und als im wesentlichen vollständige Imprägnierung bezeichnet ist und die eine gewisse Reproduzierbarkeit der Ergebnisse bedingt, die z. B. eine hohe Coronastartspannung mit sich bringt, die in Beziehung zur Dicke des Dielektrikums steht. In Leistungskondensatoren für hohe Spannungen für Nebenschlußanwendungen, in denen die gesamte Dicke des Dielektrikums zwischen den Elektroden in der Größenordnung von 0,025 mm liegen kann, muß die Oorona-Startspannung bei Raumtemperatur im allgemeinen oberhalb von 2000 Volt liegenThe stabilized impregnation agent according to the present invention, particularly DOP, is an improved impregnation agent for such capacitors which are exposed to high voltage loads and high temperatures. A high voltage load for the dielectric, when it is a film of a synthetic resin such as polypropylene, is from about 750 volts per 0.025 mm (equivalent to 1/1000 of an inch) thickness of the polypropylene up to 1200 volts per 0.025 mm, the more critical Part of the high load is in a range starting at about 900 volts per 0.025 mm and extending up to about I 1 JOO volts per 0.025 mm. In addition, capacitors exposed to such stresses are impregnated in a manner which is described in US Pat. B. brings a high corona starting voltage with it, which is related to the thickness of the dielectric. In high voltage power capacitors for shunt applications where the total thickness of the dielectric between the electrodes can be on the order of 0.025 mm, the Oorona starting voltage at room temperature must generally be above 2000 volts

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und in vielen Fällen muß sie höher als 2500 Volt liegen. Für Anwendungen bei geringen Spannungen, bei denen dünnere Dielektrika verwendet werden, kann die Corona-Startspannung geringer sein. Die Corona-Startspannung liegt üblicherweise beim 1 1/2-bis 2 1/2-fachen der höchsten Spannungsbel%tung im Dielektrikum bei der Anwendungsspannung des Kondensators bei Raumtemperatur und sie ist unter variablen Betriebsbedingungen des Kondensators stabil.and in many cases it must be greater than 2500 volts. For applications at low voltages, where thinner dielectrics are used, the corona start voltage can be lower. The corona starting voltage is usually 1 1/2 to 2 1/2 times the highest voltage load in the dielectric the application voltage of the capacitor at room temperature and it is stable under variable condenser operating conditions.

DOP ist brauchbar für viele verschiedene Arten dielektrischer Systeme mit einem einzigen dielektrischen Material, wie nur Papier, nur Film oder auch für Mischungen davon. Ein Beispiel eines gemischten dielektrischen Systems ist in der Anordung der Figur k dargestellt, bei der ein Blatt Papier 13 benachbart der einen Elektrode 11 liegt. Der Ausführungsform der Figur 5 kann entnommen werden, daß andere gemischte Dielektrika zwei Filme 20 und 21 mit einem dazwischen liegenden Blatt Papier 13 umfassen oder daß umgekehrt zwei Blätter Papier mit einem dazwischen liegenden Film verwendet werden.DOP is useful for many different types of dielectric systems with a single dielectric material, such as paper only, film only, or mixtures thereof. An example of a mixed system is shown dielectric k in the arrangement of the figure in which a sheet of paper 13 is adjacent to the one electrode. 11 It can be seen from the embodiment of Figure 5 that other mixed dielectrics comprise two films 20 and 21 with a sheet of paper 13 therebetween, or, conversely, that two sheets of paper are used with a film therebetween.

Figur 6 gibt einen Phasenschieberkondensator für hohe Spannung wieder, für den ein geringer Leistungsfaktor erforderlich ist. Der Kondensator 22 umfaßt einen großen Behälter 23 mit einem Volumen von etwa 23 !(entsprechend 0,8 US-Fuß )t in dem eine große Zahl (10 - 40) langgestreckter Wickel 10 angeordnet sind. Diese Wickel 10 können eine Länge von etwa 25 -64 cm (10 - 25 Zoll) aufweisen. Um wirksam zu sein, muß das DOP-Imprägnierungsmittel und das Additiv durch jeden Wickel 10 gedrungen sein, da der Ausfall nur eines Wickels 10 den Ausfall des gesamten Kondensators verursacht. Daher werden diese Eeistungskondensatoren 22 außergewöhnlichen Trocknungsbedingungen unterworfen, z. B. werden sie 15 bis 30 Stunden bei einem Druck von etwa 200 u Quecksilber Temperaturen von 100 bis 1500C ausgesetzt. Sie werden, während sie noch unter Vakuum stehen und sich bei erhöhter Temperatur befinden, mit dem Imprägnierungsmittel gefüllt, üblicherweiseFigure 6 shows a high voltage phase advancing capacitor which requires a low power factor. The capacitor 22 comprises a large container 23 with a volume of approximately 23 (corresponding to 0.8 US feet ) t in which a large number (10-40) of elongated coils 10 are arranged. These wraps 10 can be about 25-64 cm (10-25 inches) in length. To be effective, the DOP impregnant and additive must have penetrated through each roll 10, since failure of only one roll 10 will cause failure of the entire capacitor. Therefore, these power capacitors 22 are subjected to exceptional drying conditions, e.g. B. they are exposed to temperatures of 100 to 150 0 C at a pressure of about 200 u mercury for 15 to 30 hours. While they are still under vacuum and at an elevated temperature, they are usually filled with the impregnating agent

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.^. 2341358 to. ^. 2341358 to

befindet sich das Imprägnierungsmittel beim Einfüllen in die Gehäuse auch"auf einer Temperatur von etwa 70 - 80°C. Dann wird der Kondensator üblicherweise abgedichtet und wieder erhöhten Temperaturen von etwa 80 - 1200C für längere Zeiten ausgesetzt, die von der Größe des Kondensators und der Art des verwendeten dielektrischen Materials abhängen. Alle Papier-Kondensatoren erfordern eine Mindestzeit, nicht Jedoch ein nachfolgendes Erhitzen. Alle Pilm-Kondensatoren können ein Wärmetränken für 16. - 2k Stunden erfordern.is the impregnating agent when pouring into the housing also "at a temperature of about 70 - 80 ° C then the capacitor is usually sealed and again elevated temperatures of about 80 -. exposed to 120 0 C for extended times of the size of the capacitor and the type of dielectric material used depend on all paper capacitors require a minimum time, not However, a subsequent heating All Pilm capacitors to a heat soaking for 16 -.. require 2k hours.

Beispiel example kk

Es wurden Untersuchungen mit anderen aromatischen Estern als Imprägnierungsmittel gemacht, die Epoxyd-Additive enthielten. Ein solcher Test wurde mit typischen Kondensatoren, wie in den obigen Beispielen durchgeführt, bei dem das Dielektrikum Polypropylen war und als Imprägnierungsmittel Dicaprylphfchalat verwendet wurde. Das Epoxyd war EP2O6 und wurde in einer Menge von 1 Gew.-% eingesetzt. Diese Kondensatoren wurden bei 550 Volt Wechselstrom und 85°C bei einer extrem hohen Filmbelastung von 1570 Volt pro 0,025 mm Polypropylendicke getestet, überraschenderweise arbeiteten diese Kondensatoren nach 9500 Stunden Betriebsdauer noch genau so gut wie Kontrollkondensatoren, bei denen chloriertes Diphenyl als Imprägnierungsmittel verwendet wurde.Investigations have been made with other aromatic esters as impregnating agents that contain epoxy additives. Such a test was carried out with typical capacitors, as in the examples above, in which the dielectric was polypropylene and dicaprylphfchalate was used as the impregnating agent. The epoxy was EP2O6 and was in an amount of 1 wt - used.%. These capacitors were tested at 550 volts AC and 85 ° C with an extremely high film load of 1570 volts per 0.025 mm of polypropylene thickness, surprisingly, after 9500 hours of operation, these capacitors still worked just as well as control capacitors that used chlorinated diphenyl as the impregnation agent.

Beispiel 5Example 5

Es wurden Kondensatoren mit der Konfiguration nach den Figuren und 5 hergestellt. Das Dielektrikum bestand aus einem Streifen etwa 0,012 mm (0,5/1000 Zoll) dicken Papiers mit einer Breite . von etwa 92 mm (3,625 Zoll) und 2 Streifen etwa 0,017 mm (0,7/1000 Zoll) dicker Polypropylenfolie gleicher Breite. Die Kapazität betrug etwa 0,5 ^uf. Die Kondensatoren wurden 24 Stunden unter Vakuum bei 130 - 1400C getrocknet und dann bei 100°C imprägniert. Man untersuchte 2 Gruppen von Kondensatoren. Die eine Gruppe enthielt als Imprägnierungsmittel DOP mit 1 Gew.-ί Epoxyd und die andere Gruppe verwendete als Imprägnierungsmittel 80 Gew.-? DOP und 20 Gew.-% Dodecylbenzol. Zu dieser Mischung gab manCapacitors with the configuration according to FIGS. 12 and 5 were manufactured. The dielectric consisted of a strip of paper about 0.012 mm (0.5 / 1000 inch) thick and having a width. of about 92 mm (3.625 inches) and 2 strips of about 0.017 mm (0.7 / 1000 inch) thick polypropylene film of equal width. The capacity was about 0.5 ^ uf. The capacitors were 24 hours under vacuum at 130 - 140 0 C impregnated and then dried at 100 ° C. Two groups of capacitors were examined. One group contained DOP as an impregnating agent with 1 wt. Ί epoxy and the other group used 80 wt. DOP and 20 wt -.% Dodecylbenzene. To this mixture one added

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1 Gew.-% des Epoxyds EP2O6. Danach wurden die Kondensatoren abgedichtet und für 8 Stunden bei 1000C wärme ge tränkt.. Die Kondensatoren wurden einem Corona-Startspannungs-Test unterworfen und für weitere 8 Stunden wärmegetränkt. Dann führte man an den Kondensatoren wieder einen Corona-Startspannungs-Test aus. Dabei zeigte sich ein starker Anstieg der Corona-Startspannung. D. h. die Corona-Startspannung wurde durch den zweiten Wärmetränkvorgang merklich erhöht, was erforderlich war, um den Kondensator auf einen zufriedenstellenden Stand der Corona-Startspannung zu bringen und der für das Imprägnierungsmittel aus DOP und Dodecylbenzol höher war als für das DOP als Imprägnierungsmittel allein.1 wt -.% Of the epoxy EP2O6. Thereafter the capacitors were sealed and heat for 8 hours at 100 0 C ge .. The impregnated capacitors were subjected to a corona starting voltage test and heat soaked for a further 8 hours. A corona starting voltage test was then carried out on the capacitors. There was a sharp increase in the corona starting voltage. I. E. the corona starting voltage was noticeably increased by the second heat soaking process, which was necessary to bring the capacitor to a satisfactory level of the corona starting voltage and which was higher for the impregnating agent made of DOP and dodecylbenzene than for the DOP as impregnating agent alone.

Nicht alle dielektrischen Flüssigkeiten sind als Imprägnierungsmittel für Kondensatoren zufriedenstellend. Eine dielektrische Flüssigkeit sollte die folgenden allgemeinen Eingeschaften haben; sie sollte in gereinigter oder reinigbarer Form vorliegen, einen Siede- und Gefrierpunkt außerhalb der Betriebstemperaturen des Kondensators haben und einen Entflammungspunkt oberhalb von 175°C. Darüberjhinaus sollte die Flüssigkeit einen Dampfdruck unterhalb des Atmosphärendruckes bei Temperaturen bis zu 2000C und vorzugsweise bis zu 3000C haben sowie eine Dielektrizitätskonstante oberhalb von 2, insbesondere bei synthetischen Film-Dielektrika, wie Polypropylen, und vorzugsweise 4 und mehr für Papier-Dielektrika. Außerdem sollte die Flüssigkeit eine relativ geringe Viskosität haben, nämlich weniger als 1000 Centistokes bei 25°C und bis zu -400C flüssig bleiben.Not all dielectric fluids are satisfactory as impregnating agents for capacitors. A dielectric liquid should have the following general properties; it should be in a cleaned or cleanable form, have a boiling point and freezing point outside the operating temperatures of the condenser and a flash point above 175 ° C. Darüberjhinaus the liquid should have a vapor pressure below atmospheric pressure at temperatures up to 200 0 C and preferably up to 300 0 C and a dielectric constant higher than 2, in particular in synthetic film dielectrics, such as polypropylene, and preferably 4 and more on paper dielectrics . In addition, the liquid should have a relatively low viscosity, namely liquid remain less than 1000 centistokes at 25 ° C and up to -40 0 C.

Der Leistungsfaktor oder Verlustfaktor ist ein extrem wichtiges Kriterium für einen Kondensator, insbesondere für einen Wechselstrom-Phasenschieberkondensator, da er üblicherweise bei erhöhten Temperaturen arbeitet und solchen Temperaturen normalerweise beim Herstellen ausgesetzt ist. Der Leistungsfaktor steigt rasch mit der Temperatur an. Der Leistungsfaktor des gereinigten Imprägnierungsmittels selbst sollte beträchtlich geringer alsThe power factor or dissipation factor is an extremely important criterion for a capacitor, especially for an AC phase shift capacitor, since it usually operates at elevated temperatures, and such temperatures normally exposed during manufacture. The power factor increases rapidly with the temperature. The power factor of the cleaned Impregnant itself should be considerably less than

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10 % sein und vorzugsweise weniger als 5 %» gemessen bei 100°C und 100 Hz, so dass der Leistungsfaktor im Kondensator auf weniger als etwa 1 % verringert werden kann. Dieser geringe Leistungsfaktor muss für lange Lebensdauern beibehalten werden, die sich bis auf mehrere Jahre erstrecken.10 % and preferably less than 5% » measured at 100 ° C and 100 Hz so that the power factor in the capacitor can be reduced to less than about 1%. This low power factor must be maintained for long lifetimes extending up to several years.

Darüber hinaus sollte das Imprägnierungsmittel mit den anderen Materialien des Kondensators verträglich sein und es sollte den sich ändernden Betriebstemperaturen bei hohen Spannungsbelastungen widerstehen können. Eine leichte Handhabung, Imprägnierung und andere physikalische Eigenschaften sind erwünscht. Zusätzlich ist es sehr erwünscht, dass das Imprägnierungsmxttel leicht biologisch abbaubar ist, verglichen mit chlorierten Diphenylen, und einen geringen Toxizitätsgrad hat.In addition, the impregnant should be compatible with the other materials of the capacitor and it should be can withstand changing operating temperatures at high voltage loads. Easy handling, impregnation and other physical properties are desirable. In addition, it is very desirable that the impregnation agent be light is biodegradable compared to chlorinated diphenyls and has a low level of toxicity.

Die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung am meisten geeigneten aromatischen Ester erfüllen die genannten Kriterien und sind daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Bevorzugte Ester, die in anderer Weise geeignete dielektrische Tests erfüllen, sind das Reaktionsprodukt einer aromatischen Säure mit einem Alkohol. Eine typische Verbindung hat die folgende Formel:The most suitable for the purposes of the present invention aromatic esters meet the criteria mentioned and are therefore preferred in the context of the present invention. Preferred Esters which otherwise meet suitable dielectric tests are the reaction product of an aromatic acid with an alcohol. A typical compound has the following formula:

R Γ - C - 0-0 R Γ - C - 0-0

worin R beispielsweise der aromatische Substituent oder Rest der Pyromellithsäure, Terephthalsäure, Phthalsäure, Trimellithsäure, Trimesinsäure oder eine der Gruppen Phenyl, Naphthyl, Bisphenyl, ToIyI usw. ist, X eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellen kann und worin R1 eine Alkyl- oder Ary!gruppe sein kann, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl usw. Des sind geradkettige Alkylgruppen.where R is, for example, the aromatic substituent or radical of pyromellitic acid, terephthalic acid, phthalic acid, trimellitic acid, trimesic acid or one of the groups phenyl, naphthyl, bisphenyl, ToIyI, etc., X can represent an integer from 1 to 4 and where R 1 is an alkyl or ary group, such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, etc. Des are straight-chain alkyl groups.

Es können jedoch auch verzweigte Alkylgruppen verwendet werden, beispielsweise 2-Äthylhexyl, Isopropyl, Isobutyl, Isooctyl usw. Beispiele von aromatischen Estern der Phthalsäure, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, schliessen Dimethyl-, Diäthyl-, Dipropyl-Ester usw. ein. Ein Beispiel eines EstersHowever, branched alkyl groups can also be used, for example 2-ethylhexyl, isopropyl, isobutyl, isooctyl, etc. Examples of aromatic esters of phthalic acid which are useful in the context of the present invention include dimethyl, Diethyl, dipropyl esters, etc. An example of an ester

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der Be nzoeß^111ist Butyl-benzoat.the Be nzoeß ^ 111is butyl benzoate.

Außer den Estern organischer Säuren können auch die Reaktionsprodukte anderer Säuren ,insbesondere der Phosphorsäure mit den oben genannten Alkoholen verwendet werden. Spezielle Beispiele schließen Trlcresylphosphat und Trlphenylphosphat ein. Sie sind auch dem Abbau durch Hydrolyse oder Oxidation zugängTLdi und daher wirkt sich auch bei ihnen die Anwesenheit.der Epoxyde vorteilhaft aus. Die aromatischen Ester sind In der vorliegenden Erfindung einzigartig, da die Reaktionseigenschaften vorhersagbar ähnlich sind, insbesondere für die Phthalat-Ester, so daß, wenn die andere Komponente, sofern eine vorhanden Ist, in anderer Weise ein gutes Kondensatorifflprägnlerungsmittel ist, die Kombination des aromatischen Esters und des Epoxyds brauchbar Ist.In addition to the esters of organic acids, the reaction products other acids, especially phosphoric acid, can be used with the alcohols mentioned above. Specific examples include tri-cresyl phosphate and tri-phenyl phosphate. they are They are also amenable to degradation by hydrolysis or oxidation and therefore the presence of the epoxides has an advantageous effect on them too the end. The aromatic esters are In the present invention unique in that the reaction properties are predictably similar, especially for the phthalate ester, so if the other Component, if any, is otherwise a good condenser impregnant, the combination of the aromatic Esters and epoxy Is useful.

Die Ester der vorliegenden Erfindung können Mischungen von Estern oder Mischungen von Estern und anderen, In anderer Weise zufriedenstellenden laprägnierungsmitteln umfassen. Es ist am meisten bevorzugt, daß die verwendeten Imprägnierungsmittel den Ester der vorliegenden Erfindung als Hauptbestandteil enthalten. Pur die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann eine Mischung Mischungen von Estern nach der vorliegenden Erfindung umfassen, beispielsweise DOP und Bibutylphthalat sowie DOP und Didodecylphthalat. Die Mischung kann auch einen Ester nach der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem aliphatischen Ester, wie Dibutylsebacat oder Castoröl, umfassen. Weiter kann die Mischung den Ester der vorliegenden Erfindung und einen Kohlenwasserstoff allgemein, wie ein Mineralöl, Alkyl-naphthaline, Polybutene und ähnliche umfassen. Spezielle Beispiele dieser Mischungen sind DOP und Mineralöl sowie DOP und Dodecy!benzol. Die Mischungen können auch andere Ester, wie Phosphate, z.B. Tricresylphosphat und Triphenylphosphat umfassen. Die Mischungen werden verwendet, um das Imprägnierungsmittel mit Eigenschaften zu versehen, die von denen der Ester nach der vorliegenden Erfindung verschieden sind, wie einer erhöhten Dielektrizitätskonstante. Das zugegebene MaterialThe esters of the present invention can contain mixtures of esters or mixtures of esters and others, otherwise satisfactory include lapregnants. It is most preferred that the impregnating agents used contain the ester of present invention as a main ingredient. Pure the For purposes of the present invention, a mixture may comprise mixtures of esters according to the present invention, for example DOP and bibutyl phthalate as well as DOP and didodecyl phthalate. The mixture can also contain an ester according to the present invention together with an aliphatic ester such as dibutyl sebacate or castor oil. Further, the mixture can contain the ester of the present invention and a hydrocarbon in general, such as a mineral oil, alkyl naphthalenes, polybutenes and the like include. Specific examples of these mixtures are DOP and mineral oil and DOP and dodecylbenzene. The mixes can too other esters such as phosphates, e.g., tricresyl phosphate and triphenyl phosphate include. The mixtures are used to provide the impregnant with properties similar to those of the esters according to the present invention are different, such as an increased dielectric constant. The added material

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kann auch in Form eines Verdünnungsmittels oder einer Imprägnierungshilfe, z. B. einem Benetzungsmittel verwendet werden. Ein Beispiel eines Materials, das eine Vielzahl von Punktionen erfüllt, ist Dodecylbenzol, das als Benetzungsmittel und als Imprägnierungsmittel wirkt und daher in relativ großen Mengen verwendet werden kann. Während es bevorzugt ist, daß der Ester nach der vorliegenden Erfindung in der Mischung, soweit die elektrischen Eigenschaften betroffen sind, dominiert, liegt es auch imcan also be in the form of a diluent or an impregnation aid, z. B. a wetting agent can be used. An example of a material that has a variety of punctures fulfilled, is dodecylbenzene, which acts as a wetting agent and as an impregnating agent and can therefore be used in relatively large quantities. While it is preferred that the ester be after of the present invention dominates the mixture as far as the electrical properties are concerned, it is also in the

η der vorliegenden Erfindung, daß geringere Mengen des Esters der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. So können 10 bis hO Gew.-? des Esters der vorliegenden Erfindung zu anderen Imprägnierungsmitteln hinzugegeben werden, um deren Eigenschaften zu ändern. Im Zusammenhang mit Mischungen in der vorliegenden Erfindung kann die Mischung große Mengen eines geeigneten Epoxyds umfassen, wobei das Epoxyd beiden Punktionen dient, d.h. ein Stabilisator und ein Imprägnierungsmittel zu sein.η of the present invention that lesser amounts of the ester of the present invention can be used. So can 10 to hO wt. of the ester of the present invention can be added to other impregnating agents to change their properties. In the context of mixtures in the present invention, the mixture can comprise large amounts of a suitable epoxy, the epoxy serving both punctures, ie, to be a stabilizer and an impregnating agent.

Die Erfindung wird speziell mit aromatischen Estern, wie sie beschrieben sind, ausgeführt, die die am meisten verbesserten Ergebnisse zeigen. Ein mit Epoxyd stabilisierter aromatischer Ester, wie DOP, ergibt ein Imprägnierungsmittel, das in unerwarteter Weise gleich oder in einigen Fällen besser ist als das derzeit beste Imprägnierungsmittel, chloriertes Diphenyl.The invention is specific with aromatic esters as described which show the most improved results. An aromatic ester stabilized with epoxy, such as DOP, gives a waterproofing agent that is unexpectedly the same, or in some cases, better than currently best waterproofing agent, chlorinated diphenyl.

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Claims (1)

χ*χ * PatentansprücheClaims Dielektrisches flüssiges Imprägnierungsmittel für die Verwendung in elektrischen Geräten, gekennzeichnet durch einen flüssigen aromatischen Ester, dem ein Epoxydmaterial hinzugegeben wurde, das mit nachteiligen Verunreinigungen, die in elektrischen Vorrichtungen vorhanden sind oderwährend des Betriebes erzeugt werden können, in Wechselwirkung treten kann, um den Abbau des aromatischen Esters zu vermeiden.Dielectric liquid impregnation agent for use in electrical equipment, labeled by a liquid aromatic ester, the one Epoxy material has been added which is associated with adverse contaminants present in electrical devices or can be generated during operation, can interact to break down the aromatic ester to avoid. 2. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 1, dadurch g e k e n'n"z-e i c h η e t , dass es als Hauptbestandteil, einen Ester der Formel2. Impregnation agent according to claim 1, characterized in that it is the main component, an ester of the formula - C - 0 - R- C - 0 - R enthält, worin R ein aromatischer Substituent, R1 eine Alkyl- oder Ary!gruppe und X eine ganze Zahl von 1 bis H ist, in dem ein Stabilisator gelöst ist, der durch die folgende Gruppe charakterisiert istcontains, wherein R is an aromatic substituent, R 1 is an alkyl or aryl group and X is an integer from 1 to H in which a stabilizer is dissolved which is characterized by the following group — CH CH - CH CH 3. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der aromatische Ester ein Ester der Phthalsäure mit einem Alkohol ist.3. Impregnation agent according to claim 2, characterized in that the aromatic ester is a Is an ester of phthalic acid with an alcohol. 4. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Phthalsäure-Ester ein Ester von 2-Äthylhexy!alkohol ist.4. Impregnation agent according to claim 3, characterized characterized in that the phthalic acid ester is an ester of 2-ethylhexyl alcohol. 409809/0976409809/0976 5. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 2, d a du r c h5. Impregnation agent according to claim 2, d a du r c h ge kennze i chne t, daß der Ester ausgewählt ist aus Dime.thylphthalat, Diäthylphthalat, Dipropylphthalat, Dibutylphthalat, Diallylphthalat, Dihexylphthalat, Diheptylphthalat, Dioctylphthalat, Dinonylphthalat, Didecylphthalat, Dicaprylphthalat, einem Ester der Benzolsäure mit einem Alkohol, einem Ester eines aromatischen Alkohols, der eine Phosphorsäure enthält oder Tricresylphosphat.It indicates that the ester is selected from dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, dibutyl phthalate, Diallyl phthalate, dihexyl phthalate, diheptyl phthalate, Dioctyl phthalate, dinonyl phthalate, didecyl phthalate, dicapryl phthalate, an ester of benzene acid with an alcohol, an ester of an aromatic alcohol which is a phosphoric acid contains or tricresyl phosphate. 6. Imprägnierungsmittel nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyd in einer Menge von mehr als etwa 0,01 Gew.-Jf vorhanden ist.6. Impregnation agent according to claims 1-5, characterized in that the epoxy is present in an amount greater than about 0.01 weight percent. 7. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyd in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.-% vorhanden ist.7. Impregnating agent according to claim 6, characterized in that the epoxy in an amount of about 0.01 to about 10 percent - is present.%. 8. Imprägnierungsmittel nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Epoxyd-Stabilisator ein Derivat von Äthylenoxyd ist.8. Impregnation agent according to claims 1-7, characterized in that the epoxy stabilizer is a derivative of ethylene oxide. 9. Imprägnierungsmittel nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyd ein Derivat des Glycidyläthers ist.9. Impregnation agent according to claims 1-8, characterized in that the epoxy is a Is a derivative of glycidyl ether. 10. Imprägnierungsmittel nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyd der Diglycidyläther des Bisphenols-A ist.10. Impregnation agent according to claims 1-9, characterized in that the epoxy is bisphenol-A diglycidyl ether. 11. Imprägnierungsmittel nach den Ansprüchen 2 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Zusammensetzung den Ester in einer Mischung enthält, wobei der Ester in der· Mischung in dem dielektrischen Gerät als Imprägnierungsmittel wirkt.11. Impregnation agent according to claims 2-10, characterized in that the liquid The composition contains the ester in a mixture, the ester in the mixture in the dielectric device as an impregnating agent works. 403809/0376403809/0376 73413567341356 12. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung einen Ester und einen Kohlenwasserstoff einschließt.12. Impregnation agent according to claim 11, characterized in that the mixture is an ester and includes a hydrocarbon. 13. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff ein Alky!benzol ist.13. Impregnation agent according to claim 12, characterized in that the hydrocarbon is an alkyl benzene. Ik. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen flüssigen aromatischen Ester des 2-Äthylhexylalkohols umfaßt, dem ein Derivat des Slyeidyläthers in einer Menge von etwa 0,01 bis 10 Gew.-2 als Stahllisator zugegeben wurde. Ik. Impregnating agent according to Claim 2, characterized in that it comprises a liquid aromatic ester of 2-ethylhexyl alcohol to which a derivative of slyeidyl ether has been added in an amount of about 0.01 to 10% by weight as a steel agent. 15. Imprägnierungsmittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ester Dioctylphthalat ist und das Epoxyd ein Diglycidyläther des Bisphenols-A.15. Impregnation agent according to claim 14, characterized characterized in that the ester is dioctyl phthalate and the epoxy is a diglycidyl ether of bisphenol A. 16. Kondensator langer Lebensdauer mit einem abgedichteten Gehäuse , mindestens einem Kondensatorwickel in dem Gehäuse, wobei der Kondensatorwickel ein Paar Elektroden und ein dielektrisches Material dazwischen umfaßt und ein nicht-halogeniertes Imprägnierungsmittel in dem Gehäuse vorhanden ist und den Kondensatorwickel imprägniert, . dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägnierungsmittel einen flüssigen aromatischen Ester und ein Epoxyd-Additiv umfaßt, das Bit Verunreinigungen, die in dem Kondensator vorhanden sind oder während dessen Betrieb erzeugt werden können, in Wechselwirkung treten kann, um die elektrische Verschlechterung des Kondensators zu vermeiden.16. Long life capacitor with a sealed case , at least one capacitor winding in the housing, wherein the capacitor coil comprises a pair of electrodes and a dielectric material therebetween and a non-halogenated one Impregnating agent is present in the housing and impregnates the capacitor winding,. through this characterized in that the impregnation agent comprises a liquid aromatic ester and an epoxy additive, the bit impurities that are present in the capacitor or that may be generated during its operation, can interact to the electrical deterioration to avoid the capacitor. 17· Kondensator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv ein flüssiges Epoxyd hohen Molekulargewichtes und geringer Flüchtigkeit ist.17 · Capacitor according to claim 16, characterized in that that the additive is a liquid epoxy of high molecular weight and low volatility. 409809/0376409809/0376 - in -- in - ι*ι * 18. Kondensator nach den Ansprüchen 16 und 17» dadurch gekennzeichnet, daß der aromatische Ester ein Phthalsäure-Ester ist.18. Capacitor according to claims 16 and 17 »thereby characterized in that the aromatic ester is a phthalic acid ester. 19. Kondensator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der aromatische Ester ein Ester des 2-Äthylhexylalkohols 1st.19. Capacitor according to claim 18, characterized in that that the aromatic ester is an ester of 2-ethylhexyl alcohol. 20. Kondensator nach den Ansprüchen 16-19, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyd ein Diglycidyläther des Bisphenols-A ist.20. Capacitor according to claims 16-19, characterized in that the epoxy is a diglycidyl ether of bisphenol-A. 21. Kondensator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyd in einer Menge von mehr als 0,01 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge zwischen 0,01 und etwa 10 Gfew.-£ vorhanden ist.21. A capacitor according to claim 20, characterized in that the epoxy in an amount of more than 0.01 wt -.%, And is preferably present in an amount between 0.01 and about 10 Gfew.- £. 22. Kondensator nach den Ansprüchen 16-21, dadurch gekennzei chne t, daß ein Papierdielektrikum mindestens ein Teil des dielektrischen Materials ist.22. Capacitor according to claims 16-21, characterized in that a paper dielectric is at least a portion of the dielectric material. 23. Kondensator nach den Ansprüchen 16 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein synthetisches Harz mindestens ein Teil des Dielektrikums ist.23. Capacitor according to claims 16-21, characterized in that a synthetic resin is at least part of the dielectric. 2h. Kondensator nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Harz Polypropylen ist. 2h. A capacitor according to Claim 23, characterized in that the synthetic resin is polypropylene. 25. Kondensator nach den Ansprüchen 16-21, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum ein Mischdielektrikum aus Polypropylen und Papier umfaßt.25. Capacitor according to claims 16-21, characterized in that the dielectric comprises a mixed dielectric of polypropylene and paper. 2o. Kondensator nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,/ bei einer Wechselstromspannungsbelastung des Polypropylensbei der Anwendungsspannung des Kondensators2o. Capacitor according to Claim 24, characterized in / at an AC voltage load of the polypropylene at the application voltage of the capacitor 409809/0976409809/0976 73413567341356 von etwa 750 bis mehr als 1200 Volt pro 0,025 mm (1/1000 Zoll) Dicke des Polypropylens der Kondensator.für eine lange Lebensdauer einen geringen Leistungsfaktor von weniger als etwa 1%, gemessen bei Zimmertemperatur hat.from about 750 to more than 1200 volts per 0.025 mm (1/1000 of an inch) thickness of the polypropylene the capacitor. has a low power factor of less than about 1% when measured at room temperature for long life. 27. Kondensator nach Anspruch 26, dadurch geke η nzeichnet, daß der Kondensator bei einer Spannungsbelastung von mehr als 900 Volt pro 0,025 mm Polypropylen einen Leistungsfaktor von weniger als 0,5 Κ hat.27. Capacitor according to claim 26, characterized in that that the capacitor is at a voltage load of more than 900 volts per 0.025 mm of polypropylene has a power factor of less than 0.5 Κ. 28. Kondensator nach den Ansprüchen 23 und 24, dadurch gekennzei chnet, daß das Elektrodenpaar eine metallisierte Oberfläche auf dem Streifen aus synthetischem Harz umfaßt.28. Capacitor according to claims 23 and 24, characterized gekennzei chnet that the pair of electrodes have a metallized surface on the strip of synthetic Resin includes. 29. Verfahren zur Herstellung eines Kondensators nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß man29. A method for producing a capacitor according to claim l6, characterized in that one a) das Gehäuse und den Wickel zur Entfernung von Feuchtigkeit evakuiert und erwärmt,a) the housing and the coil evacuated and heated to remove moisture, b) das Gehäuse mit dem Imprägnierungsmittel füllt,b) fills the housing with the impregnation agent, c) das Gehäuse lange genug auf eine erhöhte Temperatur erhitzt, um eine im wesentlichen vollständige Imprägnierung des Dielektrikums zu erreichen,c) heating the housing to an elevated temperature long enough to cause substantially complete impregnation of the dielectric, d) den Kondensator auf Zimmertemperatur bringt undd) brings the condenser to room temperature and e) das Gehäuse vor oder nach Stufe (c) abdichtet.e) seals the housing before or after step (c). 30. Verfahren zum Imprägnieren eines elektrischen Kondensators nach Anspruch l6, mit einem aromatischen Ester-Imprägnierungsmittel, gekennzeichnet durch folgende Stufen:30. A method for impregnating an electrical capacitor according to claim l6, with an aromatic ester impregnating agent, characterized by the following levels: a) Anordnen des Kondensators in einem Gehäuse,a) placing the capacitor in a housing, b) Erwärmen des Kondensators unter Vakuum auf eine Temperatur von etwa 100 bis 11O°C für mindestens etwa 8 Stunden,b) heating the capacitor to a temperature under vacuum from about 100 to 110 ° C for at least about 8 hours, c) Pullen des Gehäuses unte,r Vakuum und bei erhöhter Temperatur mit einem Ester-Imprägnierungsmittel, in dem einec) Pulling the housing under, r vacuum and at elevated temperature with an ester impregnation agent in which one 403809/0976403809/0976 ίοίο Epoxyd-Verbindung in einer Menge von mehr als 0,01 Gew.-% gelöst ist undEpoxy compound in an amount of more than 0.01 wt -%, and is dissolved. d)Wärmetränken des Katalysators für mindestens 4 Stunden bei einer Temperatur von 85 bis l40°C, um eine im wesentlichen vollständige Imprägnierung zu erhalten.d) soaking the catalyst for at least 4 hours a temperature of 85 to 140 ° C in order to obtain an essentially complete impregnation. 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator in seinem dielektrischen System Papier enthält, und daß das Erhitzen gemäß Stufe (b) für mindestens 2k Stunden durchgeführt wird.31. The method according to claim 30, characterized in that the capacitor contains paper in its dielectric system, and that the heating according to step (b) is carried out for at least 2k hours. 32. Verfahren nach den Ansprüchen 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator nach den Wärmetränken abgekühlt und das Wärmetränken danach wiederholt wird.32. The method according to claims 29 and 30, thereby characterized in that the condenser is cooled after the heat soaks and the heat soaks are repeated thereafter will. 33. Verfahren nach den Ansprüchen 30 und 31» dadurch gekennzeichnet, daß man das verwendete Imprägnierungsmittel aus einem aromatischen Ester mittels eines Kolonnenreinigungsverfahrensfunter Entfernung im wesentlichen aller Fremdmaterialien reinigt, man zu dem aromatischen Ester mindestens 1 Gew.-Jf eines Epoxyds hinzugibt, um dieses im aromatischen Ester zu lösen und man anschließend den Kondensator gemäß Anspruch 30 imprägniert.33. The method according to claims 30 and 31 »characterized in that the impregnation agent used from an aromatic ester by means of a column purification process with removal substantially cleans all foreign materials, one adds to the aromatic ester at least 1 Gew.-Jf of an epoxy to this to dissolve in the aromatic ester and then impregnate the capacitor according to claim 30. 409809/0976409809/0976
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